工业通风课程

1、课程设计课题名称某企业加工车间除尘系统设计_专业名称_安全工程 _所在班级 _安本 0904 _学生姓名_卢雯静 _学生学号 _09601240416 _指导教师_刘美英 _湖南工学院课程设计任务书安全与环境工程系安全工程专业学生姓名：卢雯静学号：09601240416 专业：安全工程1.设计题目：某企业加工车间除尘系统设计2.设计期限：自2011年12月5日开始至2011年12月18日完成3.设计原始资料：（1）某企业加工车间平面布局；（2）抛光机基本情况；（3） 高温炉基本情况；（4）抛光机和高温炉生产过程中产生的污染物种类及粒径 范围；（5） 抛光车间排风量的计算4.设计完成的主要内容：

2、（1）抛光机粉尘捕集与除尘系统设计；（2）高温炉车 间的通风除尘系统设计；（3）加工车间除尘系统平面图、轴测图5.提交设计（设计说明书与图纸等）及要求：提交某企业加工车间通风系统设 计说明书一份和设计图纸一张。要求语句通顺、层次清楚、推理逻辑性强，设计改进明确、可实施性强。报告要求用小四号宋体、A4纸型打印；图纸部分要求运用Auto CAD严格按照作图规范绘制，采用国际统-标准符号和单位制，并打印。6.发题日期：2011年12月1 日指导老师（签名）： _学 生（签名）： _目 录1 1前言 .1 12 2车间简介 .2 23 3某车间除尘系统设计 .3 33.1系统戈U分 .33.2排风罩的

3、选择 .33.3通风管道的设计 .33.3.1风管敷设形式 .33.3.2风管断面形状的选择 .43.3.3风管材料的选择 .43.4除尘器的选择 .43.5排风口位置的选定 .64 4通风管道水力计算 .6 64.1抛光车间通风管道水力计算 .64.2高温炉通风管道水力计算 .115 5结束语 .1515参考文献 .1616附图 .16161 1 前言在工业生产过程中会散发各种有害物质 （粉尘、 有害蒸气和气体） 以及余热 和余湿， 如果不加以控制会使室内、 外空气环境受到污染和破坏， 危害人体的健 康、动植物生长， 影响生产过程的正常运行。 因此控制工业有害物对室内外空气 环境的影响和破环

4、是当前非常重要的问题。 为了改善居住建筑和生产车间的空气 条件，保护人民健康、提高劳动生产率， 通风工程在工业生产中就显得极为必要。 通风工程在内容上基本上可分为工业通风和空气调节两部分。 工业通风的主要任 务就是，控制生产过程中产生的粉尘、有害气体、高温、高湿，创造良好的生产 环境和保护大气环境。课程设计是理论和实践相结合的重要环节， 也是培养学生实际动手能力的有 效途径。 本次工业通风课程设计， 要求通过给出的某车间生产概况、 相关参数和 图纸，运用所学知识，查阅相关资料，自主设计出合理可行的通风除尘系统方案。 以此来培养学生运用工业通风与除尘及相关学科的理论和技术解决本专业工业 卫生方面

5、的实际问题， 提高学生在现场收集及利用资料进行制图、 计算的综合能 力。 32 2车间简介某企业加工车间如图1、图2所示，有1#、2#、3#、4#、5#工作台，高度均 为1.2m, 1#、2#、3#为抛光机，每台抛光机有 2个抛光轮，抛光间产生粉尘， 粉尘的成分有：抛光粉剂、粉末、纤维质灰尘等（石棉粉尘）。4#、5#为高温炉, 生产过程中产生高温含尘烟气，粒径范围约为0.010-20um，粒径范围炉内温度为500E，室温为20E，尺寸为1.0m*1.0m，房间高9m窗台高1.0m，窗户高 5m。图2 A-A剖视图图1车间平面图3 3某车间除尘系统设计3.1系统划分由于抛光间和高温炉有不同的排风

6、要求，生产流程、运行班次和运行时间也 不相同，因此该车间应划分为两个独立的通风除尘系统：抛光间通风除尘系统和 高温炉通风除尘系统。3.2排风罩的选择排风罩的设计原则，是要尽量用最小的排风量获得最佳的排风效果。抛光机操作的关键是要设法得到最大的抛光速率，以便尽快除去磨光时产生 的损伤层。因为抛光轮的转动速度极快，使得抛光粉剂、粉末、纤维质灰尘等（石 棉粉尘）被甩出的速度极高，可以造成一定的诱导气流。可将排风罩设在污染气 流前方，让它直接进入罩内。因此抛光轮的排气罩应采用接受式侧排气罩，排气罩口尺寸为 300mm*300mm。高温炉产生高温烟气会带动污染物一起向上运动，因此可以采用热源上部接 受式

7、排风罩，安在高温炉上部 0.6m处（即H=0.6m）。因为H 50V 5050 130:少少惯性除尘器20 5050 70300800少少旋风除尘器51560 908001500少中水浴除尘器11080 956001200r少中下卧式旋风水膜 除尘器 595 988001200中中冲激式除尘器 59510001600中中上电除尘器0.5 190 9850 130大中上袋式除尘器0.5 195 9910001500中上大文丘里除尘器0.5 190 98400010000少大表2 除尘器的分级效率不同粒径下的分级效率（）除尘器名称全效率（%05510102020 44 44带挡板的沉降室58.67

8、.522438099简单的旋风65.31233578291长椎体旋风84.240799299.5100电除尘器97.09094.59799.5100喷淋塔94.5729698100100文丘里除尘器（ P=7.5kPa）99.59999.5100100100袋式除尘器99.799.5100100100100抛光车间产生的粉尘成分有：抛光粉剂、粉末、纤维质灰尘等（石棉粉尘）， 可以采用MW30-5B型脉冲反吹袋式除尘器除尘器，阻力 1200P&高温炉产生的高温含尘烟气粒径范围约为 0.010-20um，炉内温度为500C, 因此考虑旋风除尘器。本次设计采用 XLP/A-5.4型旋风除尘器，阻力7

9、00Pa。3.5 排风口位置的选定抛光间和高温炉产生的污染物经除尘器净化已无需再经大气扩散稀释， 可以 在风管上设置风帽以防止雨水进入风管。一般情况下，通风用排气立管出口至少应高出屋面 0.50m。厂房高9m,因 此排气立管应至少为 9.5m。4 4 通风管道水力计算4.1 抛光车间通风管道水力计算抛光的目的主要是为了去掉金属表面的污垢及加亮镀件。 抛光机排风量的计 算：一般按抛光轮的直径 D 计算： L=A?D m3/h式中：A与轮子材料有关的系数布轮： A=6m3/h?mm毡轮： A=4m3/h?mmD抛光轮直径 mm抛光轮为布轮，其直径为 D=200m m,每台抛光机有两个抛光轮。因此，

10、抛光机的风量 L=2AD=2 X 6X 200=2400 m3/h=0.67m3/s用假定流速法进行通风管道的水力计算如下 :（1） 绘制通风系统轴测图，对各管段进行编号，标注长度和各排风点的排 风量。（2） 选定最不利环路，本系统选择 1-4-除尘器-5-风机-6为最不利环路。（3） 根据各管段的风量及选定的流速，确定最不利环路上各管段的断面尺 寸和单位长度摩擦阻力。 由表 3 可知输送含有石棉粉尘的空气时， 风管内最小风 速为，垂直风管为12m/s、水平风管为18m/s。考虑到除尘器及风管漏风，管段 5 及 6 的计算风量为 L=（2400X 3）X1.05=7560 m3/h=2.1m3

11、/s。管段1根据L仁2400 m3/h （0.67 m3/s）、v仁18m/s，由图3查出管径和单位长度摩擦 阻力。所选管 径应尽 量符合通风管 道统一规格。即D1=220mmRm 仁 18Pa/m同理可查的管道4、5、6的管径及比摩阻，结果见水力计算表 5。（4） 确定管段2、3的管径及单位长度摩擦阻力，结果见水力计算表5。（5） 查表确定各管段的局部阻力系数。表3除尘风管最小风速（m/s）粉尘类型粉尘名称垂直风管水平风管:干锯末、小刨屑、纺织尘1012木屑、刨花1214干燥粗刨花、大块干木屑1416纤维粉尘潮湿粗刨花、大块湿木屑1820棉絮810麻1113石棉粉尘1218:轻质干粉尘（木工

12、磨床粉尘、烟草灰）810煤尘1113其他粉尘焦炭粉尘1418谷物粉尘101220X10*20X10*10X1O10X1O4 4 8X108X10- -* * 6XJ06XJ04 44X!04X!04 4 3X10*3X10*2X10*2X10*1XI01XI04 4 fiXIO*fiXIO* 6X106X101 14X104X101 1 3XI03XI0J J2X102X101 1txiotxio5 5SOOSOO600600400400200200100100单位饪度操阻力/ /（PaPa /m/m）图3通风管道单位长度摩擦阻力线算图1）管段1矩形伞形罩 a =400, Z =0.1390

13、弯头（R/D=1.5）两个,Z =0.17X2=0.34135 弯头（R/D=1.5） 一个，Z =0.21四通（1-4）,如图4。图4合流四通根据V2/V仁1查表可知 Z =0.2所以艺 Z =0.13+0.34+0.21+0.2=0.882）管段40 0 2 20 0 4 4 0 0 6 6 O O S S 1 12 24 46 6 B B W W 2020 3040S060SO3040S060SO90 弯头（R/D=1.5）两个,Z =0.17 X 2=0.34除尘器进口渐扩管：进口尺寸 390X 400mm变径管长度为60mmtg =1 （400 -380） = 0.17，口 10o,

14、空=1.38。所以 Z =0.025。260F4所以艺 Z =0.34+0.025=0.3653）管段5除尘器出口渐缩管：出口尺寸 505X 400mm空0.9，所以Z =0.01F t90 弯头（R/D=1.5）两个,Z =0.17X2=0.34风机进口渐扩管：先近似选出一台风机，风机进口直径为550m m,变径管长度100mm。丄 1 （550-480）ccl ccFt/550、2 d “ c ccctg0.35, a20o,=（）2 1.31, Z =0.0632100F5480所以艺 Z =0.01+0.34+0.063=0.4134）管段6风机出口渐扩管：出口尺寸 385X440mm

15、,空=1.06, Z0F t带扩散管的伞形风帽（h/Do =0.5）, Z =0.60所以工Z =0.65）管段2管段2与管段1 一样，故工Z =0.886）管段3矩形伞形罩 a =40o, Z =0.1390 弯头（R/D=1.5）两个,Z =0.17X2=0.34四通（3-4），如图4和表4, Z =0所以艺 Z =0.13+0.34=0.47（6）计算各管道的沿程摩擦阻力和局部摩擦阻力。计算结果见表 5。315.07-163.37315.07= 48.1%10%315.07-313.23315.07= 0.58% : 10%（7）对并联管路进行阻力平衡汇合点： F =315.07Pa ,

16、 ：P3 =163.37Pa为使管段1、2、3达成平衡，改变管段3的管径，增大其阻力广卫225根据式子D =D凸P i3P丿D-调整后的管径，mmD 原设计的管径，mmP原设计的支管阻力，Pa;P要求达到的支管阻力，Pa。D3 “3(迟)225 = 220 (7)0.225 = 190mmAR315.07符合风管统一规格，其对应的阻力为:=P3 =163.37 C220)10.225 : 313.23Pa190此时处于平衡状态。（8）计算系统的总阻力卩八（Rml Z） =315.07+146.96+48.48+82.24+1200=1792.75Pa表5抛光间管道水力计算表管 段 编 号风量（

17、m3/h）长度L（m管径D（伽）流速vm/s动压Pd(Pa)局部 阻力 系数局部阻力Z（Pa）比 摩 阻Fm摩擦 阻力 Pr管段阻 力（Pa）备注12400822018194.40.88171.0718144315.0747200838018194.40.36570.969.576146.965756044801286.40.41335.683.212.848.48675609.54801286.40.651.843.230.482.2422400822018194.40.88171.0718144315.0732400422018194.40.4791.371872163.37阻力不平衡31

18、9029313.23除尘器1200(9) 选择风机风机风量 Lf =1.15L =1.15 7560 = 8694m3 / h风机风压Pf =1.15 ：P =1.15 179275 = 2061.67Pa选用C4-73-11NO.4.5型风机3Lf = 8900m /hPf =2844Pa风机转速n=3150r/min皮带传动配用Y160M1-2型电动机，电动机功率 N=11kW4.2高温炉通风管道水力计算高温炉排风量的计算：H=0.6m，热源截面积1X 1m,罩口尺寸1.3X 1.3m。Z=H+1.26B=0.6+1.26X 1= 1.86m14QF ：t 二 A t3= AF 4= 1.

19、7 (1 1) (500-20卢4= 1.7 4803 : 6389J / s 二 6.39kJ /s收缩断面热射流流量 Lz =0.04Q13Z32 = 0.04 6.3913 1.863 0.19m3/s所以总风量 L =Lz vF =0.19 0.5 (1.32 -1) = 0.535m3/s =1926m3 / h用假定流速法进行通风管道的水力计算如下：(1) 绘制通风系统轴测图，对各管段进行编号，标注长度和各排风点的排风量。(2) 选定最不利环路，本系统选择1-3-除尘器-4-风机-5为最不利环路(3) 根据各管段的风量及选定的流速，确定最不利环路上各管段的断面尺 寸和单位长度摩擦阻

20、力。由表3可知输送含有煤尘的空气时，风管内最小风速为, 垂直风管为11m/s、水平风管为13m/s。旋风除尘器要求气密性非常高，所以可以不用考虑除尘器的漏风。管段1根据L1= 1926 m3/h(0.535 m3/s)、v1= 13m/s，由图3查出管径和单位长度摩擦阻力。所选管径应尽量符合通风管道统一规格。即D1=240mmRm仁9Pa/m。对比摩阻进行温度修正：273 + 20 0825Rm=KtKBRmo=() .9=4.04Pa/m273+500同理可查的管道3、4、5的管径及进行温度修正后的比摩阻，结果见水力计算表7 o(4) 确定管段2的管径及单位长度摩擦阻力，结果见水力计算表7o

21、(5) 查表确定各管段的局部阻力系数。1、管段1矩形伞形罩 a =60o， Z =0.1690 弯头(R/D=1.5、两个,Z =0.17X2=0.34圆形三通(1-3):如图5o图5圆形三通由 L3/L=0.5 查得，Z =0.03所以艺 Z =0.16+0.34+0.03=0.532)管段3FtF3140 400 -0.45,Z =0.32400255024502= 1.49 ,Z 0.1290 弯头（R/D=1.5）两个,Z =0.17X2=0.34除尘器进口渐缩管：进口尺寸140X 400mm艺 Z =0.34+0.32=0.663）管段4除尘器出口渐扩管：出口直径 320mm,变径管

22、长150mm丄 450 - 320 巾432150a =23.5o Z =0.62590 弯头（R/D=1.5）三个,Z =0.17X 3=0.51风机进口渐扩管：先近似选出一台风机，风机进口直径为550mm,变径管长度100mm。t =155450 0.5 , a =26.5o2 100艺 Z =0.625+0.51+0.12=1.2554）管段5风机出口渐缩管：出口尺寸 385 X 440mm空二 0.94 , Z =0.045Ft带扩散管的伞形风帽（h/D。=0.5）, Z =0.60艺 Z =0.045+0.6=0.6455）管段2管段2与管段1 一样，故工Z =0.53（6）计算各管

23、道的沿程摩擦阻力和局部摩擦阻力。计算结果见表7常温下（20T）空气密度为1.2kg/m3,高温炉内（500E ）空气密度按下式计算：T20所以高温炉内空气密度?500 = 0.45kg/m3。表7高温炉通风管道水力计算管 段 编 号风量（m3/h）长度L (m)管径（伽）流速V(m/ s)动压Pd(Pa)局部阻 力系数局部阻力Z（Pa）比摩 阻Rn摩擦阻力Pm管段阻 力（Pa）119269.62401338.0250.5320.154.0438.78458.9343385254001338.0250.6625.0972.1110.5535.654385254501127.2251.25534.171.356.7540.92538529.54501127.2250.64517.561.3512.82530.385219269.62401338.0250.5320.154.0438.78458.934除尘器700（7） 对并联管路进行阻力平衡圆形三通汇合点：由于管段1和管段2管路对称，风量相同，故两者阻力平衡。（8） 计算系统的总阻力P（ Rml Z） =58.934+35.65+40.92+3